一株同步硝化反硝化菌株的筛选及其生物电化学脱氮性能研究

作     者：田瑞瑞 付欢 郑云 黄新琦 周俊 雍晓雨 TIAN Ruirui;FU Huan;ZHENG Yun;HUANG Xinqi;ZHOU Jun;YONG Xiaoyu

作者机构：南京工业大学生物与制药工程学院江苏南京211816 南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 

出 版 物：《南京农业大学学报》 (Journal of Nanjing Agricultural University)

年 卷 期：2025年第48卷第1期

页      面：133-143页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

基　　金：江苏省农业科技自主创新项目[CX(23)1038] 江苏省创新支撑计划国际科技合作/港澳台科技合作-港澳台科技合作项目(BZ2022052) 

主　　题：同步硝化反硝化 异养硝化-好氧反硝化 生物电化学 低C/N值 微生物燃料电池 

摘      要：[目的]本文旨在获得具有高效脱氮性能的异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)功能菌株,构建生物电化学-同步硝化反硝化(bio-electrochemical systems-simultaneous nitrification and denitrification,BES-SND)耦合系统,实现脱氮效率的提升。[方法]从活性污泥中筛选HN-AD菌株,鉴定后通过摇瓶试验分析其脱氮性能。然后进一步研究碳源、C/N、溶解氧等外界因素对菌株同步硝化反硝化性能的影响。将菌株接种到微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFC)的生物阴极,分析低C/N条件下BES-SND体系的脱氮性能。[结果]从活性污泥中筛选出一株具有同步硝化反硝化性能的HN-AD菌株,命名为Alcaligenes aquatilis N3。确定该菌株发生SND反应的最适碳源为乙酸钠、C/N值为20、溶解氧为3.70 mg·L^(-1)。在BES-SND脱氮体系中,C/N值分别为2、4、6、8时,菌株*** N3的总氮去除率分别为20.51%、26.67%、37.76%和48.50%。在C/N=2的试验条件下,BES-SND系统的总氮去除速率在第5天仍为1.79 mg·L^(-1)·d^(-1)。[结论]在低碳环境下,*** N3菌株依然可以在BES-SND耦合脱氮体系中实现脱氮,降低了脱氮过程对碳源的依赖性,具有一定的实际环境应用潜力。